SOX9の遺伝子導入による軟骨分化誘導

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13877240
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 石黒 直樹 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (20212871)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鬼頭 浩史 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (40291174)
• Keywords: SOX9 / 遺伝子導入 / 骨髄幹細胞 / リポフェクション / 軟骨細胞 / 組織工学

Research Abstract

軟骨はマトリックスに富むため、軟骨細胞を得て培養するには多量の軟骨組織を必要とする。軟骨組織のドナーサイトは限られているため、軟骨再生医療実現には未分化細胞から軟骨細胞の分化誘導が必要であると考え本実験を計画した。マウス骨髄細胞を使用してマウスSOX9 cDNAを発現ベクターに組み込み、リポフェクション法によりそれを培養骨髄細胞に導入し、SOX9蛋白を過剰に発現させることにより軟骨細胞へ分化促進を目的として検討した。高密度培養によりトルイジンブルー陽性、II型コラーゲン陽性の軟骨組織を得ることができた。次いで、培養系で分化させた軟骨細胞を半透膜チェンバーに封入後ヌードマウス皮下に移植し、in vivoでの軟骨組織形成が起こることを確認した(特許申請中)。現在、ウサギ関節軟骨欠損モデルにて動物実験中であるが、対照群と比較して良好な関節軟骨形成を確認している。今後は実用化に向けて安全性試験を繰り返す予定である。骨髄細胞は容易に大量採取が可能な点と、組織内にchondroprogenitor cellが存在することから軟骨再生におけるドナー組織として適している。また、遺伝子導入法としてのリポフェクション法は毒性が少ない。これらのことから本研究は、変形性関節症などの損傷軟骨に対するtissue engineeringを用いた新しい補助治療法としての臨床応用が期待できる。Scaffoldとの組み合わせを実用化に向けて検討予定である。

Research Products

• [Publications] Hiroki Tsuchiya, Hiroshi Kitoh, Fumiaki Sugiura, Naoki Ishiguro: "Chondrogenesis enhanced by overexpression of sox9 gene in mouse bone marrow-derived mesenchymal stem cells"Biochem Bioph Res Co. 301. 338-343 (2003)
• [Publications] Tsuyoshi Watanabe, M.Ichihara, M.Hashimoto, K.Shimono, Y.Shimoyama, T.Nagasaka, Y.Murakumo, H.Murakami, H.Sugiura, H.Iwata, Naoi Ishiguro et al.: "Characterization of gene expression induced by RET with MEN2A or MEN2B mutation"Am J Pathol. 161. 249-256 (2002)
• [Publications] Naoki Ishiguro, Toshihisa Kojima, A.Robin Poole: "Mechanism of Cartilage Destruction in Osteoarthritis"Nagoya J Med Sci. 65. 73-84 (2002)
• [Publications] Hidefumi Inoh, Naoki Ishiguro, Shin-Ichi Sawazaki, Hideki Amma et al.: "Uni-axial cyclic stretch induces the activation of transcription factor nuclear factor κB in human fibroblast cells"FASEB Journal. 16. 405-407 (2002)
• [Publications] Yuji Takamine, Hiroki Tsuchiya, Takahiko Kitakoji, Kazuhiro Kurita, Yoshihiro Ono, Y.Ohshima, Hiroshi Kitoh, Naoki Ishiguro et al.: "Distraction Osteogenesis Enhaaced by Osteoblastlike Cells and Collagen Gel"Clin Orthop. 399. 240-246 (2002)
• [Publications] Taichi Tsuji, Yukihiro Matsuyama, Manabu Goto, Yu Yimin, Koji Sato, Yukiharu Hasegawa, Naoki Ishiguro et al.: "Knee-spine syndrome : correlation between sacral inclination and patellofemoral joint pain"J Orthop Sci. 7. 519-523 (2002)